[发明专利]一种基于禁忌差分进化和GIS的配电网络线路规划方法

摘要

一种基于禁忌差分进化和GIS的配电网络线路规划方法，考虑资金的时间价值，按等额分付资本回收计算，以年投资及运行维护费用最小为目标建立模型，并基于该模型提出一种禁忌差分进化算法，对得到的最优解进行解码，根据解码得到的线路编号在电力GIS平台上绘制出规划线路。本发明利用禁忌搜索允许接受非优解，跳出局部最优的能力改善差分进化算法容易陷入局部最优的问题，并借助以电力GIS系统使配电网络线路的规划过程更具有交互性、规划结果更为直观、规划方案的调整更为灵活。

主权项

一种基于禁忌差分进化和GIS的配电网络线路规划方法，其特征在于：所述配电网络线路规划方法包括以下步骤：A1、根据变电站选址定容与未来负荷分布预测的结果，在电力GIS平台上创建负荷点、变电站以及待选支路、已建支路要素信息，并建立相应的点‑点、点‑线、线‑面的拓扑规则；A2、对创建的要素信息进行预处理：将所有负荷点和变电站顺序编号，所有待选支路和已建支路顺序编号，并记录起点终点节点编号；针对地理障碍生成缓冲区，进行缓冲区分析，找出不适宜架设线路的线路走廊；A3、考虑资金的时间价值，按等额分付资本回收计算，以年投资及运行维护费用最小为目标，目标函数如式(1)：minQ=Σi∈S1(ω+λ)lif(Di)Xi+Σi∈S2λlif(Di)+Σi∈S2lig(Di)Pi2UN2τmaxd---(1)]]>式中：S1、S2、S分别为新建线路集、已建线路集和总线路集；ω是年等值回收系数，λ为维修、折旧占投资费用的百分比；li是线路i的长度，f(Di)为线径为Di的线路单位长度的造价，Xi为第i条线路的决策变量，选择该线路作为馈线支路，则Xi取1，反之取0；g(Di)为线径为Di的线路的电阻率；Pi为线路i的通过功率，UN为额定电压；τmax年最大损耗时间，d为单位电价；差分进化算法中，维数D为待选支路数量Nline，种群数量NP＝10*D，变异算子F为随机产生的二进制字符串，交叉算子CR取0.1，终止条件为经过禁忌搜索算法后的得到的最优个体与切换进入禁忌搜索算法前的最优个体适应度相同；进入禁忌搜索算法的切换条件为迭代超过若干代且最优个体连续若干代不发生变化；退出禁忌搜索算法的条件为步长超过若干步且最优个体连续若干代不发生变化；A4、读取要素信息，生成算法初始种群，并对初始种群进行评价；A5、判断是否达到终止条件，若是，则进化终止，将最佳个体作为解输出，转步骤A13；若否，则继续算法，进入步骤A6；A6、进行变异和交叉操作，进行约束条件校验，替换不满足约束的个体，得到临时种群，对临时种群进行评价；A7、进行选择操作，得到新种群，判断算法切换条件，若是，则进入步骤A8，切换进入禁忌搜索算法；若否，则转步骤A5；A8、将最佳个体作为初始解传入禁忌搜索算法，置禁忌表为空；A9、判断算法切换条件是否满足，若是，则转步骤A5，退出禁忌搜索算法；若否，则进入步骤A10；A10、利用当前解的领域函数产生所有领域解，从中取若干解作为候选解；A11、对候选解判断藐视准则是否满足，若是，则用满足藐视准则的最佳状态y替换x成为新的当前解，并用y对应的禁忌对象替换最早进入禁忌表的禁忌对象，同时用y替换最佳解，然后转步骤A9；若否，则进入步骤A12；A12、判断候选解对应的各对象的禁忌属性，选择候选解集中非禁忌对象对应的最佳状态为新的当前解，同时用与之对应的禁忌对象替换最早进入禁忌表的禁忌对象元素，然后转步骤A9；A13、对得到的最优解进行解码，根据解码得到的线路编号在电力GIS平台上绘制出规划线路。